黑孔制程简介

黑孔制程简介

一、 黑孔简介

二、 BlackHole制程优点 三、 黑孔流程介绍 四、 各流程详细说明

3.1Clean/Conditioning 3.2 Black Hole 3.3 Dry

3.4 Microetching 3.5 Antitarnish

五、 Blackhole前后制程搭配应注意事项 六、 Troubleshooting

七、 目前莱福特电子黑孔线各槽管理维护：

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一、黑孔简介：黑孔制程其所起的作用与PTH相同，其是在钻孔壁上非以传统化学铜，

孔壁导体化，而是以沉积一层黑色的碳膜为主，提供后续电镀制程能顺利进行。黑孔的制程简单，操控容易，水平制作时，对于小孔或纵横比大的钻孔板，更是提供最佳的选择。黑孔液主要是碳粉的悬浮液，因为不含重金属离子及甲醛等有害物质，所以操作环境比化学铜优，且无致癌问题，不含螯合物(Chelate)，于废水处理上，也较化学铜简易，污泥量也少许多。黑孔膜沉积于孔壁，如下图(一) Cu Foil PrePreg Innerlayer Cu Foil Innerlayer Core Innerlayer Cu Foil PrePreg Cu Foil

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Cu Foil PrePreg Innerlayer Cu Foil Innerlayer Core Innerlayer Cu Foil PrePreg Cu Foil

二：BlackHole制程优点：

 与传统PTH制程比较，BlackHole药水没有选择性用竭之单品须不断分析添补之问题。  与传统PTH制程比较，BlackHole药水没有非有关生产面之反应而导至附产物之产生

或自我反应现像。

 与传统PTH制程比较，BlackHole药水操作上非常简单，只有开机与关机动作，没有

任何预备动作，如温度、更槽或半更槽、削槽壁、预循环等等事项。BlackHole药水是一真完全分散之槽液。

 保证不须一次铜电镀，省下工时、搬运、上下架、铜块、光泽剂、化学药水、水洗水、

电力等等好处。

 大幅降低设备投资成本，一条生产线完全替代了垂直龙门式的去胶渣、化学铜、一次

铜生产线。

 制程前后之制程没有变动，有强大的生产系统整合能力。易于生产管理与生管作业。  没有滞留时间的限制，亦无如PTH、一次铜制程中之等待上机问题，没有在制品暂存

积压成本问题。

 大幅降低操作成本，由其是人工成本。

 大幅降低废水处理费用，只要酸碱中和即可。没有福尔马林、氰化物、螯合物、重金

属。

 药水耗用体积非常少，大幅降低原物料存放空间。也降低了添加补充之次数。  干净、安全、无气味之操作环境，对作业员极具亲和力。

 第一片板子投入至出料仅需12-25分钟，而后是一片接一片连续出料。

 可生产不同材质、软板、双面板、多层(不限层数)板、0.2mm以上小孔、0.15mm以上

板厚

 不论目前有多严苛之测试方法，保证不产生孔破、孔内浮离异常。

后续制程则至少有以下优点：

 进干膜前不用刷磨。且压膜附着能力更强。

 蚀刻原始板面铜，产速加倍，绝无蚀刻不洁残铜异常。蚀刻液用量至少减半以上。  裸铜板及成品板电测异常率大幅降低(无孔破、蚀刻线路异常)，不会在品检段积存板

子，缩短生产总时间，亦即降低工缴。交期控制更行准确。

 成品良率至少提升百分之二以上，极为大幅之成本降低优点。此处之成本降低额将远

远大于BlackHole药水之采购额。

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二、黑孔流程介绍：

Input Clean&Conditioning Pure Water Rinse Black Hole I Dry Pure Water Rinse Conditioning Pure Water Rinse Black Hole II temp : 45~55℃ 当量浓度 : 0.18~0.22N temp : 30~34℃ temp : 45~55℃ 当量浓度 : 0.10~0.16N 固含量 : 2~2.6% pH : >9.8 temp : 30~34℃ 当量浓度: 0.18~0.22N temp : 30~34℃ 当量浓度: 0.10~0.16N 固含量 : 2~2.6% pH : > 9.8 Dry Microetching City Water Rinse Antitarinsh temp : 50~60℃ temp : 30~34℃ [SPS] : 120~180g/l [H2SO4] : 1.5~2.5% [Cu2+] : <30g/l temp : 20~30℃ 抗氧化 : 0.6~1.0% City Water Rinse Dry Output temp : 75~85℃ 4

三、各流程详细说明

3.1 Clean/Conditioning(清洁/整孔)

3.1.1 此槽液为微碱性溶液。主要功能为调整树脂与玻纤上的电性(将原有的负电调节

为带正电)，以利黑孔带负电的碳胶体附着。 3.1.2 清洁/整孔剂为界面活性剂的一种，藉由界面活性剂的疏水基深入孔壁，将污物

带出，以达清洁之功效；其亲水基则是将树脂与玻纤调整为带正电荷。 3.1.3 此药剂使用一段时间后，槽液会渐转为蓝色，这是因此种界面活性剂会轻微咬

铜所致。. 3.1.4 此槽液的药剂选择相当重要，因为它将决定碳胶体的附着效力。

3.1.5 因为此槽液为界面活性剂，故需注意水刀、水床、阻水滚轮，与水盘的密合度，

以降低因机械搅拌所产生的泡沫。因为泡沫的生成，将会减损整孔功效与槽液的寿命。 3.1.6 因为玻纤束不易改变电性，故于清洁/整孔程序后，会再经一道整孔处理，以确

保孔壁的电性皆为正电荷。

3.2 Black Hole(黑孔)

3.2.1 黑孔槽液是由含碳的悬浮液所组成，而碳胶体的大小约为2~5μinch，与其它

悬浮液一样，黑孔的碳胶体也会凝聚(aggregation)与羽化(flocculation)，故不易沉淀。水质中的硬度会影响黑孔液的安定性，因此建议控制水质中的[Ca2+] 与[Mg2+]。 3.2.2 于操作过程中，须定时添加固形物补充液，以补充耗损黑孔液。此固形物补充

液为一种浓缩型的药剂，其固形物含量为原液的7倍，故于添加时，需缓慢并且分散开来添加，以防循环不良时，导致固形物沉降。 3.2.3 于操作过程中添加水，则须以少量多次方式添加，以防药液浓度变化过大。 3.2.4 于量产作业中，每2小时应将海棉与PU滚轮，以纯水或蒸馏水润湿，以保持

滚轮的吸湿功能，降低带出量，避免药液的带出浪费。

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3.2.5 水质规格如下表所示。

pH 值 导电度 硬度 [Fe3+] Total Dissolve Solid

City Water 6~8.5 <350 µs/cm <160 ppm <0.1 ppm * 8~12 ppm 6~7.5 5~20 µs/cm 1~5 ppm * Pure Water 3.3 吹干/烘干

3.3.1 吹干操作温度设定为45~55℃。目的在于去除孔壁上多余的药液，并使孔壁微

干，增强碳胶体的附着力。 3.3.2 烘干温度设定于50~60℃，主要是将孔壁烘干，因为孔内的水份易造成碳膜附

着不良，若烘干温度设定过高，易造成碳膜附着过多，使后续孔铜与孔壁附着不良。

3.4 Microetching(微蚀)

3.4.1 此微蚀槽的主要作用，是将附着于铜面上的碳胶体去除；并微粗化铜面，增加

后续电镀制程的附着力。 3.4.2 微蚀深度为0~40μinch，微蚀过低,无法有效去除残碳；微蚀过度则造成内层铜

退缩，易形成楔形孔破(wedging void)。 3.4.3 微蚀方式有喷洒及涌动2种，前者去除板面残碳，后者则去除孔内残碳。 3.4.4微蚀液喷洒及涌动易于穿透黑碳膜间之间隙而接触铜面，微蚀液咬蚀铜面后，

黑碳膜因无附着基地而随之脱落。 3.4.5 微蚀液一般使用过硫酸盐+硫酸。

3.5 Antitarnish(抗氧化)

3.5.1 黑孔完成后其洁净铜面及内层铜环易于氧化，需予抗氧化处理，延长存放时间，

以利后续制作。 3.5.2 此槽浓度不宜过高，以防降低外层干膜与铜面间之附着力，通常配制1%抗氧

化液，即可连续生产24小时。

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四:水平Blackhole前后制程搭配应注意事项

一、钻孔制程：

说明：因Smear产生的量与Smear粘着孔壁程度与孔壁的粗糙，会对水平线会造成去胶渣

不完整现象。另若钻孔钉头产生时，则会因本制程为后微蚀处理，会将钉头突出铜蚀去而造成孔破。

建议：

1. 依照钻孔设备，钻头厂家的标准操作方式操作钻孔。

2. 研磨钻头须严格管制及检验。

3. 粗糙度绝不要大于1.5Mil以上。钉头不可大于内层铜厚的1.5倍

二、电镀：

说明：

1. 如果镀一次铜(正片制程)：

说明:黑孔板孔内为碳，因此湿润性比孔内为铜稍差，在制程中建议有震动(清洁槽或酸浸槽)，另因内层铜要有良好的镀铜接触面，必须经微蚀后镀铜。最佳之流程为：

清洁--水洗--微蚀--酸浸--镀铜

2. 镀二次铜：

说明：

1） 由于板面的表面粗化深度不如刷磨板面，贴合密牢度稍低，因此清洁之浓度不

得太高，以免清洁剂因攻击干膜底部造成Underplating异常。建议清洁浓度调下限与中间值之间。

2） 显影制程须特别注意，勿有显影不完全现象。在清洁剂浓度非上限下，会使电镀

有剥离情形，须特别注意显影条件。

3） 由于孔内须直接镀足1mil，较原来有一次铜的厚度时所须电镀时间长些，会影

产能。建议增设一槽Propagation(预镀)槽，电流25ASF左右(视线路分布)，3.5~4.5min，先予镀上约0.25min~0.3miL左右，再进入正常铜槽电镀，除使电镀时间不变外，更可因此让孔内厚分布性更佳。

4） 清洁槽与酸浸槽加震荡，以增加黑孔板孔内之湿润性。

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五、制程中重工时处理方式：

A. 在Cleaner/Conditioner清洁整孔段或其水洗段异常须重工。 方式：在干净的水中清洗10分钟，重新由清洁整孔段入料。

B. 在黑孔#1段异常须重工。

方式：在清水中清洗10分钟，重新由清洁整孔段入料。

C. 在黑孔#1后之风刀后须重工。 方式：由清洁/整孔段重新入料。

D. 在整孔段或其水洗段异常须重工。

方式：在清水中清洗10分钟，由整孔入料段重工。

E. 在黑孔#2段须重工。

方式：在清水中清洗10分钟，由整孔段入料重工。

F. 在第二次风刀、烘干段后,须重工。

方式：由微蚀段走完，回复由清洁/整孔段入料重工。

G. 在微蚀段或其水洗段异常须重工。

方式：以25%的微蚀段接触时间并续下标准制程。

H. 在抗氧化段或其水洗段异常须重工。

方式：以25%的抗氧化段接触时间并续下标准制程。

I. 干膜段须重工： 方式： 1. 剥膜

2. 去毛头(or刷磨)

3. 由清洁/整孔入料重工 4. 重贴干膜

六、水质要求：

黑孔液带有负电荷，对于带有正电荷之金属离子，会结合沉淀。因此，在黑孔槽内要求钙、镁之总含量不得超过100ppm。因此，在黑孔槽前之最后一道水洗必须使用纯水。

七、放置时间:

在非NaOH气体之环境下，黑孔本身可放置无限长，但建议在铜表面氧化前即进行下制程。黑孔线之黑孔抗氧化剂可使铜面维持2~3天不氧化，亦即须在2~3天内进行压膜或电镀，否则即须酸洗处理或在黑孔线上重工。

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六、Troubleshooting

结果 水洗不易,电镀时易造成孔壁浮浓度过高 Cleaner 离 浓度过低 孔破 过高 咬蚀铜面 清洁/整孔 pH 过低 孔破 水洗不易,电镀时易造成孔壁浮过高 温度 离 过低 孔破 当量浓度 过高 过低 过高 黑孔 pH 过低 过高 孔破 咬蚀铜面并产生沉淀 孔破 咬蚀铜面并产生沉淀 槽名 控制因子 异常 故障排除 以纯水稀释 加药 以纯水稀释 加药或换槽 降温 加温 逐步添加纯水稀释(每次20L),分析后不足再加 加药 以纯水稀释或添加黑孔补充剂 添加黑孔起始剂(配槽原液) 降温 加温 故障排除 以纯水稀释 加药 以纯水稀释 加药 降温 加温 以纯水稀释 加药 降温 加温 槽液分解, 电镀时易造成孔壁浮温度 离 过低 产生沉淀 槽名 控制因子 异常 结果 面铜及内层铜咬蚀过度,可能造浓度过高 成孔破 微蚀剂 微蚀不足, 面铜及内层铜有残碳浓度过低 现象 浓度过高 产生结晶 微蚀 H2SO4 浓度过低 铜面容易氧化 面铜及内层铜咬蚀过度,可能造过高 成孔破 温度 微蚀不足, 面铜及内层铜有残碳过低 现象 浓度过高 铜面产生色差 抗氧化剂 浓度过低 抗氧化效果不良 抗氧化 过高 药剂分解 温度 过低 抗氧化效果不良

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七．目前莱福特电子黑孔线各槽管理维护：

1． 各槽均无溢流口，加水时人不可离开，离开先关闭加水。

2． 清洁槽，加热到40度以上再开水刀循环。温度较高，需要每2个小时检查液

位，随时补加纯水。药液分析补加即可，每班分析一次。第一次更槽为15天，以后为30天。 3． 水洗只有一道，溢流水洗没有，所以要特别注意水质，tds值超过20ppm即

需要更槽，目前每班更槽。 4． 黑孔槽，带出较多，海绵滚轮要特别注意，每班先浸泡清洗，随时检查润湿。 5． 黑孔的分析与补加。液位低的时候补纯水每次不可超过槽体积的1/20 即20

升，用烧杯添加即可，入水，排水可暂时封闭，以免误操作。目前固形物我们每周帮忙分析一次。当量浓度低，ph值偏低，用T 0222添加。哈氏槽的判断，每周做两次。循环24小时不可关闭，温度控制一定不可超40度，超过对其寿命有较大的影响。 6． 整孔分析添加。

7． 微蚀分析添加，当铜离子超过30g/L的时候当槽，每周分析3次微蚀速率。 8． 抗氧化，每天换槽。

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